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高分子鎖の配向結晶化機構と高次構造制御

研究課題

研究課題/領域番号 12127202
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

奥居 徳昌  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20111651)

研究分担者 伊藤 浩志  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20259807)
梅本 晋  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (90168758)
鞠谷 雄士  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70153046)
斎藤 拓  東京農工大学, 工学部, 助教授 (90196006)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
31,000千円 (直接経費: 31,000千円)
2002年度: 12,800千円 (直接経費: 12,800千円)
2001年度: 18,200千円 (直接経費: 18,200千円)
キーワード秩序構造 / 光散乱 / 高速溶融紡糸 / 配向結晶化 / 複屈折 / 配向緩和 / 結晶化速度 / 核形成速度 / 高分子 / 結晶化 / 高次構造 / 分子配向 / 高速紡糸 / 溶融紡糸 / 拡散
研究概要

本研究班における、研究成果を以下に示す。
1)結晶成長速度の温度依存性において、極大結晶化速度、その時の結晶化温度を用いる事で、高分子の種類、分子量に依存しない結晶成長速度に関するマスターカーブが得られた。また、核形成速度の温度依存性に関しても同様に、分子量に依存しない核形成速度に関するマスターカーブが得られ、結晶化の二大要素である、核形成、結晶成長に関する一般的な定式化が可能となった。極大結晶化速度および極大核形成速度の分子量依存性は、分子量のべき乗(-0.5)で表すことができ、全ての高分子に適用できスケーリング則が成立した。
2)高速溶融紡糸過程において複屈折形成のオンライン計測結果と、巻取繊維の構造解析を通じ、構造形成過程には、応力に誘起された分子配向が関与し、ポリマーの性質に依存してそれぞれの寄与が著しく異なることを明らかにした。PETおよびPENフィルムの一軸及び二軸延伸過程における応力および複屈折形成のオンライン計測を行い、応力光学則の適用範囲、絡み合い構造の変化などについて解析し、応力光学則の適用範囲を逸脱した後に、自発的な配向形成が起こり始めること、PENの延伸過程では絡み合い構造そのものの変化が進行することなどを明らかにした。
3)ポリカーボネート(PC)とポリエチレンオキサイド(PEO)のブレンドを結晶化すると、PCが数十秒という短時間で結晶化することを見出した。また結晶化と同時にスピノーダル分解型液々相分離に特徴的な相互連結構造が形成され、そのPCリッチ相に沿って楕円型のPC球晶が得られた。このブレンドにおけるPCの結晶化はPEOとの液々相分離により引き起こされるup-hill拡散による事を明にした。超臨界炭酸ガス中で高分子を結晶させると、結晶の高次構造が微細結晶、針状結晶、モザイク結晶へと大きく変化することを見出した。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (57件)

  • [文献書誌] S.Umemoto: "Master curve of crystal growth rate and its corresponding state in polymeric materials"Polymer. 43. 1423-1427 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Umemoto: "Molecular weight dependence of crystal growth rate and its degree of super cooling effect"J.Macromolecular Sci., Phys.Ed. B41. 923-938 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三浦慶子: "超臨界法による高分子の高次構造制御とセルロースへの応用の可能性"Cellulose Communications. 9・3. 155-159 (2002)

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  • [文献書誌] 奥居徳昌: "高分子鎖の折りたたみ構造の発見-Kellerによる発見の旅"高分子. 52. 90-92 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kikutani: "Formation and Structure of High Mechanical Performance Fibers II. Flexible Polymers"J.Appl.Polym.Sci.. 83. 559-571 (2002)

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  • [文献書誌] T.Kikutani: "Dynamics and Evolution of Structure in Fiber Extrusion"J.Appl.Polym.Sci.. 83. 539-558 (2002)

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  • [文献書誌] K.Kawashima: "Morphological changes in flat-on and edge-on lamellae of PESU crystallized from molten thin films"J.Macromolecular Sci.. B42. 889-899 (2003)

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  • [文献書誌] S.Umemoto: "Molecular weight dependence of primary nucleation rate of PESU"J.Macromolecular Sci.. B42. 421-430 (2003)

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  • [文献書誌] M.Takasaki: "Structure development of ployactides with various d-lactide contents in the high speed melt spinning process"J.Macromolecular Sci.. B42. 59-75 (2003)

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  • [文献書誌] M.Takasaki: "Development of stereocomplex crystal of polylactide in high speed melt spinning and subsequent drawing and annealing process"J.Macromolecular Sci.. B42. 403-420 (2003)

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  • [文献書誌] J.Shimizu: "Dynamics and evolution of structure in fiber extrusion"J.Appl.Polym.Sci., Appl.Polym.Symp.. 83. 539-558 (2003)

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  • [文献書誌] T.Kikutani: "Formation and Structure of High Mechanical Performance Fibers II. Flexible Polymers"J.Appl.Polyrn.Sci., Appl.Polym.Symp.. 83. 559-571 (2003)

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  • [文献書誌] N.Okui: "Polymer Crystallization Chapter 9 343-365 (Ed. J.U.Sommer, G.Reiter, Springer-Verlag)"Maximum crystal growth rate and its corresponding state it polymeric materials. 23 (2003)

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  • [文献書誌] K.Kawashima, R.Kawano, T.Miyagi, S.Umemoto, N.Okui: "Morphological changes in flat-on and edge-on lamellae of PESU crystallized from molten thin films"J.Macromol.Sci.. B42. 889-899 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Umemoto, R.Hayashi, R.Kawano, T.Kikutani, N.Okui: "Molecular weight dependence of primary nucleation rate of PESU"J. Macromol. Sci.. B42. 421-430 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Okui, S.Umemoto: "Maximum crystal growth rate and its corresponding state in polymeric materials"Polymer Crystallization Chapter Ed. J.U.Sommer, G.Reiter, Springer-Verlag. 9. 343-365 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takasaki, H.Ito, T.Kikutani: "Structure development of polyactides with various d-lactide contents in the high speed melt spinning process"J. Macromol.Sci.. B42. 59-75 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takasaki, H.Ito, T.Kikutani: "Development of stereocomplex crystal of polylactide in high speed melt spinning and subsequent drawing and annealing process"J. Macromol. Sci.. B42. 403-420 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Shimizu, T.Kikutani: "Dynamics and evolution of structure in fiber extrusion"J.Appl. Polym. Sci., Appl. Polym. Symp.. 83. 539-558 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Umemoto, N.Okui: "Molecular weight dependence of crystal growth rate and its degree of supper-cooling effect"J. Macromoo. Sci.. B41. 923-938 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Umemoto, N.Okui: "Master curve of crystal growth rate and its corresponding state in polymeric materials"Polymer. 43. 1423-1427 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Umemoto: "Master curve of crystal growth rate and its corresponding state in polymeric materials"Polymer. 43. 1423-1427 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Umemoto: "Molecular weight dependence of crystal growth rate and its degree of super cooling effect"J.Macromolecular Sci., Phys.Ed. B41. 923-938 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kubono: "Adsorption characteristics of organic long chain molecules during physical vapor deposition"Applied surface science. 193. 195-203 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 奥居徳昌: "高分子鎖の折りたたみ構造の発見-Kellerによる発見の旅-"高分子. 52. 90-92 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kikutani: "Formation and Structure of High Mechanical Performance Fibers. II. Flexible Polymers"J.Appl.Polym.Sci.. 83. 559-571 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kikutani: "Dynamics and Evolution of Structure in Fiber Extrusion"J.Appl.Polym.Sci.. 83. 539-558 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 熊沢: "交互積層構造を有する干渉発色繊維の変角反射特性"繊維学会誌. 58・6. 195-201 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kawahara: "Permagnetic Etching of Poly(ethylene terephthalate) Fibers"Sen'i Gakkaishi. 58・7. 268-272 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 河原: "顕微レーザーラマン分光法によるPET繊維の構造解析"繊維学会誌. 58・9. 342-345 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 北山: "PP/PP同種異形態複合材料の力学特性"成形加工. 14・7. 663-670 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takasaki: "Structure Development of Polyactides with Various D-Lactide Contents in the High-Speed Melt Spinning Process"J.Macromol.Sci., Part B-Physics. 42・1. 59-75 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 三浦慶子: "超臨界法による高分子の高次構造制御とセルロースへの応用の可能性"Cellulose Communications. 9・3. 155-159 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤拓: "非晶構造解析"成形加工. 13. 34-38 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] W.Takarada: "Studies on High-Speed Melt Spinning of Noncircular Cross-Section Fibers, Structural Analysis of As-spun Fibers"J. Appl. Polym. Sci.. 80. 1575-1581 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] W.Takarada: "Studies on High-speed Melt Spinning of Noncircular Cross-Section Fibers, II. On-Line Measurements of the Spin Line, Including Change in Cross-sectional Shape"J. Appl. Polym. Sci.. 80. 1582-1588 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] W.Takarada: "Studies on High-speed Melt Spinning of Noncircular Cross-Section Fibers, III. Modeling of Melt Spinning Process Incorporating Change in Cross-sectional Shape"J. Appl. Polym. Sci.. 80. 1589-1600 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nagai: "Quadrople aliphatic polyamide systeMs prepared by a layer-by-layer alternating vapor deposition method"High Performance Polymers. 13. 169-179 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Umemoto: "Master curve of crystal growth rate and its corresponding state in polymeric materials"Polymer. 43. 1423-1427 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 奥居徳昌: "高分子の結晶化と各種の転移温度との相関"高分子加工. 50. 486-492 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Shiraishi: "The Application of an Integral Type Constitutive Equation to Numerical Flow Analyses of Viscoelastic Fluid in Unsteady Flow"Polym. Eng. & Sci.. 41・10. 1695-1704 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kawahara: "Dyeing Behavior of High-speed Spun Poly (ethylene terephthalate) Fibers in Supercritical Carbon Dioxide"J. Macromol. Sci. -Phys. B40. 189-197 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kawahara: "Dyeing Behaviour of Poly(ethylene terephthalate) Fibres in Supereritical Carbon Dioxide"Color. Tech.. 117. 266-269 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 河原豊: "超臨界二酸化炭素処理したポリエチレンテレフタレート繊維の構造"繊維学会誌. 57・7. 220-223 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 鞠谷雄士: "高強度繊維への挑戦-ポリエステル繊維の高強度化は可能か-"高分子. 50・12. 830-833 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 鞠谷雄士: "プラスチック成形品の高次構造解析(12)-絡み合い構造解析-"成形加工. 13・3. 167-171 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤拓: "ABCハンドブック(分担)ABの結晶化と構造形成"エヌ・ティー・エス. 135-144 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤拓: "高分子の長寿命化(分担)高分子の物理的劣化と安定化機構"シーエムシー. 105-116 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kikutani: "Encyclopedia of Materials : Science and Technology"Elsevier Science Ltd.. 10387 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤浩志: "プラスチック成形加工データブック(第2版)第3章成形加工特性"日刊工業新聞社. 353 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] E.Giza,H.Ito,T.Kikutani and N.Okui: "Fiber Structure Formation in High-speed Melt Spinning of Polyamide 6/Clay Hybrid Nanocomposite"J.Macromol.Sci.,Phys. B39(4). 545-559 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] E.Giza,H.Ito,T.Kikutani and N.Okui: "Structural Control of Polyamide 6/Clay Nanocomposite Fibers by In-Line Drawing Process"J.Polym.Eng. 20. 403-425 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.H.Cho,K.H.Kim,Y.A.Kang,H.Ito,and T.Kikutani: "Fine-Structure and Physical Properties of Polyethylene/Poly (ethylene terephthalate) Bicomponent Fibers in High-Speed Spinning I Polyethylene Sheath/Poly (ethylene terephthalate) Core Fibers"J.Appl.Polym.Sci. 77. 2254-2266 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.H.Cho,K.H.Kim,Y.A.Kang,H.Ito,and T.Kikutani,: "Fine-Structure and Physical Properties of Polyethylene/Poly (ethylene terephthalate) Bicomponent Fibers in High-Speed Spinning II Poly (ethylene terephthalate) Sheath/Polyethylene Core Fibers,"J.Appl.Polym.Sci.. 77. 2267-2277 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.H.Cho,K.H.Kim,H.Ito and T.Kikutani: "Fine-Structure and Physical Properties of Polyethylene Fibers in High-Speed Spinning I Effect of Melt-Flow Rate in the High-Density Polyethylene"J.Appl.Polym.Sci.. 77. 1182-1194 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.H.Cho,K.H.Kim,H.Ito and T.Kikutani: "Fine-Structure and Physical Properties of Polyethylene Fibers in High-Speed Spinning II Effect of Catalyst Systems in Linear Low-Density Polyethylene"J.Appl.Polym.Sci.. 77. 1195-1206 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 占部宏生,伊藤浩志,鞠谷雄士,奥居徳昌: "ポリプロピレンの高速溶融紡糸過程における分子配向形成のオンライン計測"成形加工. 12(11). 729-735 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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